医学图像重建方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本技术涉及医疗技术领域，具体涉及一种医学图像重建方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.计算机断层成像技术(computed tomography，ct)己经广泛应用于人体组织成像、工业无损检测等领域。ct重建算法可以分为迭代重建算法和解析重建算法两大类。解析重建算法的优点是算法简单、重建速度快，缺点是对数据的完备性要求较高，并且投影数据中的噪声对重建图像的质量影响非常大。相比解析重建算法，迭代重建算法的优点是重建图像质量高，且适用于各种形式的采集数据，即使是在有限角度投影数据的情况下，也能重建出较好的图像，典型的迭代算法有联合迭代重建法(simultaneous algebraic reconstruction technique，sart)、加权最小二乘(weighted least squares，wls)和(maximum likehood-expectation maximization，em-ml)等。但是由于迭代重建算法计算量大、收敛速度慢、重建时间长，目前已成为制约其广泛应用的最大瓶颈。
3.在医学图像重建之前，双层平板探测器能够在一次x线曝光下获得扫描物体高、低能量下的医学数据，从而实现双能量医学成像，其基本原理是第一层探测器能够获得低能x线投影数据，通过能量分离过滤器后，第二层探测器获得高能x线投影数据。在医学成像系统中，由于平板探测器z轴方向较宽(z轴指的是床的长度方向，也就是对应平板y方向)，并且射束不垂直于各探测器单元，往往来自各个方向的散射光子被探测器检测到，导致获得的双能量图像存在散射数据，从而使得后续重建图像散射伪影严重，影响重建图像质量。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种医学图像重建方法、装置、计算机设备及存储介质，通过求解低能量下的散射数据，以消除低能量下散射数据，从而得到消除散射数据的医学数据，使得后续图像重建时消除了散射伪影，提升了重建图像质量。
5.一方面，本技术提供一种医学图像重建方法，所述医学图像重建方法包括：
6.获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，所述第一医学数据和所述第二医学数据为利用双层平板在扫描目标对象时，上层平板和下层平板分别获取的医学数据；所述第一医学数据基于第一能量射线获取，所述第二医学数据基于第二能量射线获取，所述第一能量射线的能量值高于所述第二能量射线的能量值；
7.根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；
8.根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。
9.在本技术一些实施例中，所述根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据，包括：
10.根据第一医学数据，计算理论低能数据；
11.根据第二医学数据以及理论低能数据，确定散射数据。
12.在本技术一些实施例中，所述根据第一医学数据，计算理论低能数据包括：
13.获取空场条件下，低能数据与高能数据的比例系数；
14.根据所述第一医学数据以及所述比例系数，确定理论低能数据。
15.在本技术一些实施例中，所述根据第一医学数据，计算理论低能数据包括：
16.根据所述第一医学数据，建立目标对象模型；
17.利用预设能量的低能射线对所述目标对象模型进行仿真扫描，得到理论低能数据。
18.在本技术一些实施例中，所述根据所述第一医学数据，建立目标对象模型包括：
19.根据所述第一医学数据，确定目标对象的物质信息；
20.根据所述物质信息，建立目标对象模型。
21.在本技术一些实施例中，所述方法还包括：
22.重复多次计算散射数据；
23.将多次计算到的所述散射数据的平均值，作为最终散射数据。
24.在本技术一些实施例中，所述根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像包括：
25.根据所述第二医学数据以及散射数据，得到散射校正后的第二医学数据；
26.根据所述第一医学数据以及散射校正后的所述第二医学数据进行图像重建，得到高能医学图像以及低能医学图像。
27.另一方面，本技术提供一种医学图像重建装置，所述医学图像重建装置包括：
28.获取模块，用于获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，所述第一医学数据和所述第二医学数据为利用双层平板在扫描目标对象时，上层平板和下层平板分别获取的医学数据；所述第一医学数据基于第一能量射线获取，所述第二医学数据基于第二能量射线获取，所述第一能量射线的能量值高于所述第二能量射线的能量值；
29.计算模块，用于根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；
30.重建模块，用于根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。
31.另一方面，本技术还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：
32.一个或多个处理器；
33.存储器；以及
34.一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现第一方面中任一项所述的医学图像重建方法。
35.另一方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行第一方面中任一项所述的医学图像重建方法。
36.本技术通过获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。本技术中考虑双层平板固有特性，其能够在一次扫描下获得物体的高、低能量医学数据，低能量下医学数据包含物体原发投影和散射数据，通过求解低能量下的散射数据，以消除低能量下散射数据，从而得到消除散射
数据的医学数据，使得后续图像重建时消除了散射伪影，提升了重建图像质量。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本技术实施例提供的医学图像重建系统的场景示意图；
39.图2是本技术实施例中提供的医学图像重建方法的一个实施例流程示意图；
40.图3是本技术实施例中提供的医学图像重建装置的一个实施例结构示意图；
41.图4是本技术实施例中提供的计算机设备的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
45.需要说明的是，本技术实施例方法由于是在计算机设备中执行，各计算机设备的处理对象均以数据或信息的形式存在，例如时间，实质为时间信息，可以理解的是，后续实施例中若提及尺寸、数量、位置等，均为对应的数据存在，以便计算机设备进行处理，具体此处不作赘述。
46.下面首先对本技术实施例中涉及到的一些基本概念进行介绍：
47.计算机断层成像(ct，computed tomography)：是使用x射线束和探测器扫描物体的某一截面(断层)，利用人体器官或组织对x射线的吸收系数不同的特性获得反映此截面
物理或化学特性的投影数据集合，通过计算机运算获得截面上任意位置的参数值，并由此得到断层图像。现有ct系统的主要部件包括：x射线源、探测器、以及旋转装置。在ct成像过程中，x射线源与探测器围绕物体进行相对旋转运动，以此获得不同旋转角度下的ct数据，也称ct投影值。在ct成像中，x射线的衰减服从指数规律，ct投影值是间接获取的，通常需要“负对数”预处理。
48.cbct：cbct就是cone beam ct的简称，即锥形束ct。顾名思义是锥形束投照计算机重组断层影像设备，其原理是x线发生器以较低的射线量(通常球管电流在10毫安左右)围绕投照体做环形dr(数字式投照)。然后将围绕投照体多次(180次-360次，依产品不同而异)数字投照后“交集”中所获得的数据在计算机中重建后进而获得三维图像。
49.基于平板探测器的cbct射线利用率高、分辨率高、各向同性、结构简单和便于小型化等，已经成为现代ct设备的一个重要发展方向。现已广泛应用于图像引导放射治疗(igrt)、口腔/头部疾病诊断、小动物三维成像和图像引导介入式手术等领域中，发挥着不可或缺的重要作用。cbct辐照视野较大，探测器接收散射射线的概率较高。散射射线会造成重建图像的杯状、高衰减物质间的条形或带状等伪影，使得图像对比度降低以及ct值不准等，成为制约其发展和应用的关键因素。
50.多能锥束ct相关成像理论与应用研究也不断深入。基于双层平板探测器(简称双层平板)的cbct实验机也已出现在市场。基于双层平板探测器的cbct是具有复式结构、光谱分离功能的数字化x线探测器。双层平板探测器有上、下两层空间上对等的平板探测器。上层平板探测器(简称上层平板)只吸收识别低能光子，并允许高能光子穿过，低能光子从侧置的数据通道传出；下层平板探测器(简称下层平板)吸收识别高能光子，同样从侧置通道传出，以避免上下层串扰。双层探测器采集的高、低能数据在投影数据域内时间和空间上完全匹配的前提下进行解析，可实现能谱多参数图像的重建，并可供回顾性分析使用。双层探测器技术的优势在于扫描前不用预判是否需要双能量扫描，没有器官和扫描视野的限制，而且高、低能两套数据集在空间和时间上完全配准，有助于大幅度降低能谱图像的噪声。
51.在图像引导放射治疗(imagegidedradiationttherapy，简称igrt，图像引导放射治疗)和自适应放射治疗(adaptiveradiotherapy，简称art，自适应放射治疗)中，常将cbct作为放射治疗系统的定位设备。因此，双层平板cbct也可以作为放射治疗系统的定位设备。
52.散射校正：基于双层平板探测器的cbct能够在一次x线曝光下获得扫描物体高、低能量下的数据，从而实现双能量cbct成像，其基本原理是第一层探测器能够获得低能x线投影数据，通过能量分离过滤器后，第二层探测器获得高能x线投影数据。在cbct成像系统中，由于平板探测器z轴方向较宽(z轴指的是床的长度方向，也就是对应平板y方向)，并且射束不垂直于各探测器单元，往往来自各个方向的散射光子被探测器检测到，从而导致重建图像散射伪影严重，影响重建图像质量。提高cbct成像性能的最核心问题之一是去除或减少射线散射，即散射校正。
53.迭代重建技术：用一系列的近似计算以逐渐逼近的方式来获得图像，在图像重建开始以前，假定图像是均匀密度的，重建图像的每一步都是将上一步重建图像的计算投影与实际测量所得的投影进行比较，用实际投影与计算投影之差来修正图像。每一步都使图像更接近原来物体，经若干次修正后可以获得满意的图像。
54.本技术实施例提供一种医学图像重建方法、装置、计算机设备及存储介质，以下分
别进行详细说明。
55.请参阅图1，图1为本技术实施例所提供的医学图像重建系统的场景示意图，该医学图像重建系统可以包括计算机设备100和医学设备200，所述计算机设备100与医学设备200通信连接，医学设备200中包括双层平板探测器，医学设备200采集的医学数据(如实际投影数据)可以传输到计算机设备100中，计算机设备100中集成有医学图像重建装置，其中，医学设备200可以是成像设备，成像设备可以是兆伏级cbct(mega-volt cbct，mv-cbct)或者千伏级cbct(kilo-volt cbct，kv-cbct)，医学设备200也可以是放疗设备上配置的影像设备，具体此处不作限定。
56.本技术实施例中计算机设备100主要用于获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，所述第一医学数据和所述第二医学数据为利用双层平板在扫描目标对象时，上层平板和下层平板分别获取的医学数据；所述第一医学数据基于第一能量射线获取，所述第二医学数据基于第二能量射线获取，所述第一能量射线的能量值高于所述第二能量射线的能量值；根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。
57.本技术实施例中，该计算机设备100可以是独立的服务器，也可以是服务器组成的服务器网络或服务器集群，例如，本技术实施例中所描述的计算机设备100，其包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云服务器。其中，云服务器由基于云计算(cloud computing)的大量计算机或网络服务器构成。
58.可以理解的是，本技术实施例中该计算机设备100还可以是终端，终端可以是既包括接收和发射硬件的设备，即具有能够在双向通信链路上，执行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备。具体的终端具体可以是台式终端，例如台式电脑等。
59.本领域技术人员可以理解，图1中示出的应用环境，仅仅是与本技术方案一种应用场景，并不构成对本技术方案应用场景的限定，其他的应用环境还可以包括比图1中所示更多或更少的计算机设备，例如图1中仅示出1个计算机设备，可以理解的，该医学图像重建系统还可以包括一个或多个其他计算机设备，具体此处不作限定。
60.另外，如图1所示，该医学图像重建系统还可以包括存储器300，用于存储医学数据，如图像数据或者双层平板探测器直接获取到的数据等。
61.本技术实施例中，医学设备200可以是ct设备，cbct设备或者其他医学设备，例如正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography-computed tomography，pet-ct)设备等，具体此处不作限定。对应的，本技术实施例中，所描述的医学图像可以指ct图像，进一步的，本技术实施例中医学设备为放疗设备上设置的影像设备。
62.需要说明的是，图1所示的医学图像重建系统的场景示意图仅仅是一个示例，本技术实施例描述的医学图像重建系统以及场景是为了更加清楚的说明本技术实施例的技术方案，并不构成对于本技术实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着医学图像重建系统的演变和新业务场景的出现，本技术实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
63.如图2所示，为本技术实施例中医学图像重建方法的一个实施例流程示意图，该医
学图像重建方法包括如下步骤201～203：
64.201、获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据。
65.其中，目标对象可以是任意活体，例如人或动物，还可以是人或动物的模体等，本实施例中以目标对象为人体为例进行说明，当目标对象为人体时，可以是人体的一个部位或全部人体，例如可以是人体的一个组织或器官，具体如头颅，或肺部、肝部等器官。
66.本技术实施例中，医学设备中设置有双层平板探测器(简称双层平板)。其中，双层平板探测器有上、下两层空间上对等的平板探测器。上层平板探测器(简称上层平板)只吸收识别低能光子，并允许高能光子穿过，低能光子从侧置的数据通道传出；下层平板探测器(简称下层平板)吸收识别高能光子，同样从侧置通道传出，以避免上下层串扰。双层探测器采集的高、低能数据在投影数据域内时间和空间上完全匹配的前提下进行解析，可实现能谱多参数图像的重建，并可供回顾性分析使用。
67.第一医学数据和所述第二医学数据为利用医学设备中双层平板在扫描目标对象时，上层平板和下层平板分别获取的医学数据。第一医学数据和第二医学数据可以是通过医学设备采集的目标对象的医学投影数据，例如通过医学设备中射线穿透目标对象形成的医学投影数据。
68.在医学设备中，设置有固定的x线球管，通过x线球管设置固定的管电压和管电流，产生不同能量的射线，本技术实施例中，第一医学数据基于第一能量射线获取，所述第二医学数据基于第二能量射线获取，所述第一能量射线的能量值高于所述第二能量射线的能量值。
69.本技术实施例中可以预先定义好第一能量射线和第二能量射线的能量值，进一步的，第一能量射线可以是高能射线，第二能量摄像为低能射线，低能射线和高能射线的能量值范围可以参照ct领域常规定义的低能射线范围和高能射线范围，当然基于实际应用场景，也可以在ct领域常规定义的低能射线范围和高能射线范围内进一步缩小范围，具体此处不作限定，只需保证第一能量射线的能量值高于所述第二能量射线的能量值即可。
70.202、根据第一医学数据和第二医学数据，计算散射数据。
71.本实施例中，双层平板探测器能够在一次扫描目标对象时，获得扫描目标对象高、低能量下的数据，即步骤201中的第一医学数据和第二医学数据，从而实现双能量cbct成像，本步骤中，散射数据为双层平板探测器在一次扫描目标对象时的散射数据。
72.由于双层平板探测器z轴方向较宽，并且射束不垂直于各探测器单元，往往来自各个方向的散射光子被探测器检测到，从而导致重建图像散射伪影严重，具体的，即低能量下投影数据包含物体原发投影和散射数据，本步骤中通过第一医学数据和第二医学数据来求解估计散射数据，以便于步骤中消除低能量下散射数据，从而达到散射校正目的。
73.203、根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。
74.根据求解得到的散射数据，在第一医学数据中消除对应的散射数据；或在第二医学数据中消除对应的散射数据；或在第一医学数据或第二医学数据中都消除对应的散射数据。根据消除散射数据后的第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，进而重建出的医学图像中不存在散射伪影，提高了重建图像的质量。在图像重建时，可以根据第一医学数据重建出对应能级的第一医学图像；根据第二医学数据重建出对应能级的第二医学图像。
75.本技术实施例中通过获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。本技术中考虑双层平板固有特性，其能够在一次扫描下获得物体的高、低能量医学数据，低能量下医学数据包含物体原发投影和散射数据，通过求解低能量下的散射数据，以消除低能量下散射数据，从而得到消除散射数据的医学数据，使得后续图像重建时消除了散射伪影，提升了重建图像质量。
76.在传统ct散射校正方法中，通常在x射线源出束口添加弧形滤波片，其作用是对x射线进行预硬化，减少能谱的低能部分，使尽量多的高能射线通过，来减小散射。双层平板的采图特性天然地符合上述散射校正原理，双层平板探测器的上层平板探测器和下层平板探测器的会滤过散射数据，因此，理论上，在与双层平板探测器相对设置的x射线源出束口就不再设置弧形滤波片。
77.本技术实施例中，假设通过双层平板探测器形成的医学数据的低能数据部分由理论低能数据和散射数据组成，高能数据部分只包含理论高能数据。对于双层平板探测器，一次扫描下获得目标对象高能量(第一能量射线)下医学数据目标对象低能量(第二能量射线)下医学数据其中，低能量下医学数据由理论低能数据和散射数据构成，如公式(1)所示。
[0078][0079]
式中，和为低能量下理论低能数据和散射数据。
[0080]
在高能量下医学数据只包含理论高能数据，即：
[0081][0082]
式中，为高能量下理论高能数据。
[0083]
基于公式(1)和(2)，本技术实施例可以用多种方式进行散射估计，估计对应的散射数据。最后，将估计散射数据减去后，获得相应理论低能数据并重建，可以得到散射校正后的重建图像，下面分别进行举例说明。
[0084]
在本技术一些实施例中，可以直接利用医学数据对上层平板探测器进行散射估计。具体的，根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据，包括：根据第一医学数据，计算理论低能数据；根据第二医学数据以及理论低能数据，确定散射数据。
[0085]
进一步的，在本技术一些实施方式中，所述根据第一医学数据，计算理论低能数据可以进一步包括：获取空场条件下，低能数据与高能数据的比例系数；根据所述第一医学数据以及所述比例系数，确定理论低能数据。
[0086]
示例的，本实施例中假设第一医学数据(高能数据)不包含散射，那么利用上述公式(1)和(2)，在空场条件下，假设线性存在一个比例系数，可以通过空场条件下获得,然后利用空场条件的这个比例系数反推回去，(1)-(2)便可以获得对应的散射数据，随后，将散射数据减去，那么第二医学数据(低能数据)就不包含散射数据。
[0087]
(1)-(2)即：
[0088]
在本技术另一些实施方式中，利用高能医学数据重建出扫描物体信息，可以考虑
投影模型，获得理论低能数据，估计对应的散射数据。
[0089]
同样，假设第一医学数据(高能医学数据)不包含散射数据，那么直接对第一医学数据重建，获得扫描物体物质信息，利用投影模型，在低能条件下对物体进行仿真扫描，得到理论低能数据。随后利用第二医学数据减去理论低能数据，便可以得到散射数据。
[0090]
示例的，所述根据第一医学数据，计算理论低能数据包括：根据所述第一医学数据，建立目标对象模型；利用预设能量的低能射线对所述目标对象模型进行仿真扫描，得到理论低能数据。
[0091]
其中，由于目标对象可以是任意活体或模体，因此目标对象模型也可以是对应活体或模体的模型，例如以目标对象为人体为例，此时目标对象模型为人体的模型，以人的模体为例，此时目标对象模型为人的模体对应的模型。
[0092]
本技术实施例中，预设能量的低能射线可以与上述实施例中第二能量射线的能量值相同，也可以能量值不同，在本技术实施例中或ct领域常规定义的低能射线范围内即可。
[0093]
此外，本技术实施例中描述的仿真扫描与上述实施例中描述的医学设备常规的扫描方式获取低能医学数据的方式类似，只不过扫描的对象是目标对象模型，而不是实际的人或物，因此成为仿真扫描，具体扫描的技术手段为现有技术，此处不作赘述。
[0094]
进一步的，所述根据所述第一医学数据，建立目标对象模型包括：根据所述第一医学数据，确定目标对象的物质信息；根据所述物质信息，建立目标对象模型。
[0095]
具体的，根据所述第一医学数据，确定目标对象的物质信息的方式可以是通过图像重建的方式，确定目标对象的物质信息。其中，图像重建方式可以上述迭代重建算法和解析重建算法中一种，例如可以采用联合迭代重建法(simultaneous algebraic reconstruction technique，sart)、加权最小二乘(weighted least squares，wls)和(maximum likehood-expectation maximization，em-ml)等重建方式，具体此处不作限定。
[0096]
根据已知对象的物质信息，建立对象模型为现有技术，因此，本技术实施例中，根据所述物质信息，建立目标对象模型此处不再赘述。
[0097]
进一步的，本技术实施例中，还可以多次计算散射数据求均值来确定所述双层平板在一次扫描目标对象的过程中的散射数据。即可以重复多次计算散射数据；将多次计算到的所述散射数据的平均值，作为最终散射数据。
[0098]
示例的，在本技术一些实施方式中，所述根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据，包括：获取双层平板在同样扫描条件下多次扫描目标对象的过程中的多个散射数据；根据所述多个散射数据求均值，得到所述双层平板在一次扫描目标对象的过程中的散射数据。
[0099]
其中，获取所述双层平板在同样扫描条件下多次扫描目标对象的过程中的多个散射数据中每个散射数据的方式可以参照上述实施例中的具体过程，具体此处不作赘述。
[0100]
进一步的，获取所述双层平板在同样扫描条件下多次扫描目标对象的过程中的多个散射数据的方式可以是同一种方式获取多个散射数据，例如，所述根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据，包括：获取所述双层平板在同样扫描条件下多次扫描目标对象的过程中的多个散射数据，每个散射数据为在每一次扫描目标对象的过程中生成的第一医学数据和所述比例系数确定的；根据所述多个散射数据求均值，得到所述双层平板在一次扫描目标对象的过程中的散射数据。
[0101]
此外，获取所述双层平板在同样扫描条件下多次扫描目标对象的过程中的多个散射数据的方式还可以是多种不同方式获取多个散射数据，例如多个散射数据中，一部分散射数据是方式1获取的，一部分散射数据方式2获取的，其中，方式1可以是上述实施例中散射数据计算的一种方式，例如，在空场条件下，确定理论低能数据，再根据第二医学数据以及理论低能数据，确定散射数据；方式2可以是上述实施例中散射数据计算的另一种方式，例如，根据第一医学数据，建立目标对象模型；利用预设能量的低能射线对所述目标对象模型进行仿真扫描，得到理论低能数据，再根据第二医学数据以及理论低能数据，确定散射数据。在计算得到多个散射数据后，根据所述多个散射数据求均值，得到所述双层平板在一次扫描目标对象的过程中的散射数据，确定最终散射数据。
[0102]
在本技术另一些实施方式中，当多种不同方式获取多个散射数据时，除了求平均值之外，还可以通过加权计算的方式，确定最终的散射数据。
[0103]
例如，例如多个散射数据中，一部分散射数据是方式1获取的，一部分散射数据方式2获取的，通过方式1获取的散射数据乘以预设的第一加权系数，通过方式2获取的散射数据乘以预设的第二加权系数，进行加权计算后，确定最终的散射数据。
[0104]
在一个具体实施例中，以分别两种方式分别算一次散射数据然后加权计算散射数据为例，所述根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据，包括：获取空场条件下，低能数据与高能数据的比例系数；根据所述第一医学数据以及所述比例系数，确定第一理论低能数据。根据所述第一医学数据，确定目标对象的物质信息；根据所述物质信息，建立目标对象模型；利用预设能量的低能射线对所述目标对象模型进行仿真扫描，得到第二理论低能数据。根据第二医学数据和第一理论数据，得到第一散射数据，根据第二医学数据和第二理论低能数据，得到第二散射数据。根据所述第一散射数据和所述散射数据进行加权计算，得到双层平板在一次扫描目标对象的过程中的散射数据。
[0105]
其中，加权计算中可以按照预设的加权系数进行加权运算，具体可以根据实际应用场景确定加权系数，具体此处不作限定。
[0106]
在本技术一些实施方式中，所述根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像包括：根据所述第二医学数据以及散射数据，得到散射校正后的第二医学数据；根据所述第一医学数据以及散射校正后的所述第二医学数据进行图像重建，得到高能医学图像以及低能医学图像。
[0107]
具体的，根据所述第二医学数据以及散射数据，得到散射校正后的第二医学数据可以是，通过第二医学数据减去散射数据得到散射校正后的第二医学数据。
[0108]
其中，根据所述目标对象的第一医学数据以及散射校正后的第二医学数据进行图像重建的方法可以采用上述描述的重建方式，例如迭代重建的方式，具体的，可以采用联合迭代重建法、加权最小二乘等重建方式，具体此处不作限定。
[0109]
对于根据所述目标对象的第一医学数据以及散射校正后的第二医学数据进行图像重建的重建过程，本技术实施例中一种可能的方式可以是：首先对x线光子分布进行原始估计，在此基础上估算每个投影方向上探测器获得的可能计数(即正投影数据)，再将正投影数据与探测器实际采集的实际正投影数据进行比较，得到投影数据差值，将投影数据差值反投影得到重建图像，对当前重建图像前投影更新原始估计数据；不断重复此过程，对图像对应的投影数据进行不断地检验和修正，直到误差(投影差值数据最小)降到最低，下一
次迭代结果无限接近，最终得到重建的高能医学图像以及低能医学图像。
[0110]
需要说明的是，本技术实施例中，在图像重建之前，还可以对理论低能数据进行预处理。预处理的方式可以是图像增强的一些方式，例如在空间域的灰度变换(具体如直接灰度变换，直方图修正法，图像的代数运算等)，空域滤波(图像平滑处理和图像锐化处理)，也可以是在频率域上的高通滤波，低通滤波，带通、带阻滤波等，具体此处不作限定。
[0111]
例如，为了降低投影数据中的噪声，可以对理论低能数据进行非线性滤波、基于贝叶斯统计理论的滤波；为了克服重建后图像中的条形伪影、环状伪影、金属伪影和杯形伪影，可以采用基于字典学习、形态分量分析等新兴的图像处理方法对投影数据进行处理，并将处理后的数据以及与重建相关的参数传入到计算机设备的gpu，所述处理后的数据以及与重建相关的参数具体指模体位置和尺寸、旋转中心的位置、射线源到旋转中心的距离、探测器尺寸、探测器到旋转中心的距离和投影角度，由于这些处理后的数据和参数是在计算机设备cpu上，这些数据还需传入到计算机设备上才能使用gpu进行加速。
[0112]
此外，本技术实施例中对医学图像的重建还可以采用管道流水线(pipeline)技术，管道流水线技术的工作原理为阵列机各处理器模块依次独立地执行各自的任务，上道任务完后立即进行下一步处理，使预处理、卷积和反投影等能在绝大多数时间内同时进行。加快了图像重建的速度，使得ct图像在扫描结束后，几乎能实时地完成重建工作，并立即显示图像。
[0113]
可以理解的是，本技术实施例中，在图像重建时，除了医学数据外，还包括其他重建相关的参数，例如获取该医学数据时的具体指模体位置和尺寸、旋转中心的位置、射线源到旋转中心的距离、探测器尺寸、探测器到旋转中心的距离和投影角度等，由于不涉及到具体参数的改进，因此，具体过程可以参考现有技术，此处不作详细说明。
[0114]
为了更好实施本技术实施例中医学图像重建方法，在医学图像重建方法基础之上，本技术实施例中还提供一种医学图像重建装置，应用于计算机设备，所述计算机设备与医学设备通信连接，如图3所示，该医学图像重建装置300包括获取模块301，计算模块302和重建模块303：
[0115]
获取模块301，用于获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，所述第一医学数据和所述第二医学数据为利用双层平板在扫描目标对象时，上层平板和下层平板分别获取的医学数据；所述第一医学数据基于第一能量射线获取，所述第二医学数据基于第二能量射线获取，所述第一能量射线的能量值高于所述第二能量射线的能量值；
[0116]
计算模块302，用于根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；
[0117]
重建模块303，用于根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。
[0118]
本技术实施例通过获取模块301获取针对目标对象的第一医学数据和第二医学数据，计算模块302根据所述第一医学数据和所述第二医学数据，计算散射数据；重建模块303根据所述散射数据、第一医学数据以及第二医学数据，进行图像重建，得到散射校正后的医学图像。本技术中考虑双层平板固有特性，其能够在一次扫描下获得物体的高、低能量医学数据，低能量下医学数据包含物体原发投影和散射数据，通过求解低能量下的散射数据，以消除低能量下散射数据，从而得到消除散射数据的医学数据，使得后续图像重建时消除了散射伪影，提升了重建图像质量。
[0119]
在本技术一些实施例中，所述计算模块302具体用于：
[0120]
根据第一医学数据，计算理论低能数据；
[0121]
根据第二医学数据以及理论低能数据，确定散射数据。
[0122]
在本技术一些实施例中，所述计算模块302具体用于：
[0123]
获取空场条件下，低能数据与高能数据的比例系数；
[0124]
根据所述第一医学数据以及所述比例系数，确定理论低能数据。
[0125]
在本技术一些实施例中，所述计算模块302具体用于：
[0126]
根据所述第一医学数据，建立目标对象模型；
[0127]
利用预设能量的低能射线对所述目标对象模型进行仿真扫描，得到理论低能数据。
[0128]
在本技术一些实施例中，所述计算模块302具体用于：
[0129]
根据所述第一医学数据，确定目标对象的物质信息；
[0130]
根据所述物质信息，建立目标对象模型。
[0131]
在本技术一些实施例中，所述计算模块303具体用于：
[0132]
重复多次计算散射数据；
[0133]
将多次计算到的所述散射数据的平均值，作为最终散射数据。
[0134]
在本技术一些实施例中，所述重建模块具体用于：
[0135]
根据所述第二医学数据以及散射数据，得到散射校正后的第二医学数据；
[0136]
根据所述第一医学数据以及散射校正后的所述第二医学数据进行图像重建，得到高能医学图像以及低能医学图像。
[0137]
本技术实施例还提供一种计算机设备，其集成了本技术实施例所提供的任一种医学图像重建装置，所述计算机设备包括：
[0138]
一个或多个处理器；
[0139]
存储器；以及
[0140]
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行上述医学图像重建方法实施例中任一实施例中所述的医学图像重建方法中的步骤。
[0141]
本技术实施例还提供一种计算机设备，其集成了本技术实施例所提供的任一种医学图像重建装置。如图4所示，其示出了本技术实施例所涉及的计算机设备的结构示意图，具体来讲：
[0142]
该计算机设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器401、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器402、电源403和输入单元404等部件。本领域技术人员可以理解，图4中示出的计算机设备结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
[0143]
处理器401是该计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器402内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器402内的数据，执行计算机设备的各种功能和处理数据，从而对计算机设备进行整体监控。可选的，处理器401可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器401可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调
制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器401中。
[0144]
存储器402可用于存储软件程序以及模块，处理器401通过运行存储在存储器402的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器402还可以包括存储器控制器，以提供处理器401对存储器402的访问。
[0145]
计算机设备还包括给各个部件供电的电源403，优选的，电源403可以通过电源管理系统与处理器401逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源403还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
[0146]
该计算机设备还可包括输入单元404，该输入单元404可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。
[0147]
尽管未示出，计算机设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，计算机设备中的处理器401会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器402中，并由处理器401来运行存储在存储器402中的应用程序，从而实现上述任意实施例中记载的医学图像重建方法。
[0148]
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
[0149]
为此，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行本技术实施例所提供的任一种医学图像重建方法中的步骤。例如，所述计算机程序被处理器进行加载可以执行上述任意实施例中记载的医学图像重建方法。
[0150]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
[0151]
具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。
[0152]
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
[0153]
以上对本技术实施例所提供的一种医学图像重建方法、装置、计算机设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。